パブリック チェーン + プライバシーが増加していますが、レイヤー 2 プライバシー プロトコルには期待する価値がありますか?

多くの人は、2 月 13 日に Qtum がレイヤー 2 プライバシー プロトコルである Qtum Phantom Protocol (Phantom Privacy Protocol) をひそかにリリースしたことに気づいていないかもしれません。

オデイリーは、この協定が古いパブリックチェーンである量子チェーンの今年の重要な推進計画であるだけでなく、実装可能な数少ない国内プライバシーソリューションの一つでもあることを知りました。

Phantom とそのゼロ知識証明アルゴリズムに関して、Odaily は Qtum China の主任開発者 Zheng Yi と詳細な対話を行いました。

Zheng Yi 氏が述べたように、大多数の人々のプライバシーに対する理解は、プライバシー通貨とその代表的なテクノロジーを知ることに限定されています。プライバシーにどれだけのことが必要なのかを真剣に考えている人はほとんどいません。需要があれば、パブリック チェーンが必要になります。 、プライバシー技術が標準ではないのはなぜですか?

画像の説明

副題

パブリックチェーンエントリーのプライバシー

Quantum Chain は 2019 年にプライバシーを重視します。

今年の初めに、ミンブルウィンブル シリーズの Grin と BEAM が市場で人気を博し、その 1 か月後、ライトコイン財団は BEAM チームと協力して、取引のプライバシーを強化するためにライトコインに MW を実装すると発表しました。

より高速な支払いエクスペリエンスは、ビットコイン コードに基づくライトコインの最大の革新であり、ユーザーが自分のアカウント残高を非表示にし、送金関係を非公開にできるプライバシー オプションの追加により、ユーザー エクスペリエンスがさらに向上します。

しかし、量子チェーンやイーサリアムのような 2.0 パブリック チェーンにとって、レイヤー 2 プライバシー層を構築することの重要性は何でしょうか?

Zhen Yi は 2 つの理由を提示しました。

まず第一に、Qtum とそのエコロジー通貨も、独自のプライバシーを強化する必要があります。

2017 年に誕生した量子チェーンは、主にビットコイン トランザクション モデルおよびイーサリアム仮想マシンと互換性があり、シンプルで安定した安全な基盤アーキテクチャでスマート コントラクトをサポートします。

今回のレイヤー2プライバシーレイヤーの追加は、スマートコントラクトを「有効にする」ためではなく、独自の通貨機能を強化するためのものです。量子チェーンは、その立ち上げから 2 年間で、先駆者のイーサリアムのようにブロックチェーン世界の「底辺コンピューター」になることができませんでした。スマートコントラクトを通じて世界を変革するという希望は遠ざかり、QtumはQtumの「通貨機能」を目指すことに目を向けました。

業界関係者の多くは、従来の紙幣に代わる最良の選択肢は、電子通貨でも、「口座残高開示」機能を備えたビットコインなどの通常の暗号化デジタル通貨でもなく、プライバシー通貨であるとの見方を持っている。

モバイル決済の時代において、電子通貨は従来の紙幣の代替を加速させていますが、同時に集中プラットフォームは個人のプライバシーを利益の手段とみなしており、個人の生活のデジタル痕跡は永久に保存されます。」トランザクションによる個人の人生のナビゲーション」。

「現金の死は自由の死だ。」そのようなスローガンを唱え、プライバシー通貨への期待を表明する人もいた。

量子鎖もその一つです。 Zheng Yi 氏は、Phantom の実装後、Qtum はアルゴリズム ステーブルコイン (通常は DAI) に似たオープンソース プロトコルも提供し、ユーザーが匿名性の高いステーブルコインを自由に作成できるようにすると同時に、Qtum をより強力な通貨発行プラットフォームにすることを明らかにしました。

Quantum Chain がプライバシーに関心を持っているもう 1 つの理由は、プライバシーがブロックチェーンの「ハイテク」技術分野の 1 つであり、同時に大きな可能性を秘めていることです。

ビットコインが有名になる前の暗号技術と同様に、プライバシー技術にはまだ「世間からの」ベンチマーク製品がありません。しかし、それはブロックチェーン世界の基本的な構成要素となる可能性を否定するものではありません。

したがって、この将来のテクノロジーを習得することは、数年間安定して稼働しており、早急に画期的な方向性を見つける必要がある量子チェーンのようなパブリックチェーンにとって非常に魅力的です。

副題

zk-SNARKの改良に基づく

zk-SNARKs は 2014 年に提案されて以来、継続的に改善および推進されており、現在ではブロックチェーンの世界で最も主流のプライバシー技術の 1 つとなっています。 Phantom は、zk-SNARK を継承するだけでなく、いくつかの効果的な革新を追加しました。

Zheng Yi 氏によると、zk-SNARK を選択した主な理由は 3 つあります。

まず、zk-SNARKはあらゆるプライバシー技術の中で最も匿名性が強く、取引金額と取引アドレスの両方を隠すことができ、取引間のつながりを追跡することが不可能です。

図に示すように、MimbleWimble は最先端のゼロ知識証明アルゴリズムとして、zk-SNARK と同様の匿名性を備えています。したがって、Quantum Chain も MW 方式の採用を検討し、BEAM チームと多くの研究を行い、Layer2 MW 方式に関するホワイト ペーパーをリリースしました。

しかし、中国には成熟したミンブルウィンブル研究者が不足しているため、それは棚上げされ、より早く誕生した zk-SNARK が選択されました。

Zheng Yi 氏によると、現在 Phantom の主な開発者は 2 人で、どちらも Qtum コミュニティの出身です。彼らのソリューションは、Qtum が昨年開催したプライバシー技術ハッカソンで初めて登場し、その後 Qtum から資金提供を受け、両者が共同開発しました。

zk-SNARK テクノロジーの話に戻りますが、多くの人はそれをゼロ知識証明と同一視するのが当然だと考えていますが、そうではありません。暗号学では、「ビザンチンの将軍」のようなゼロ知識証明は、解決する必要がある一種の「問題」を指します。zk-SNARK は解決策の 1 つにすぎません。

ゼロ知識証明という概念をご存じない方も多いと思います。ゼロ知識証明とは、1980 年代に提案されたもので、証明者が検証者に証明し、自分が何かを知っている、または所有していると信じ込ませるが、証明プロセス中に証明されたものに関する情報を検証者に開示できないという事実を指します。の情報です。

2014年まで。イスラエル工科大学の研究者ベン・サッソン氏らがこの検証アイデアをデジタル通貨に応用し、zk-SNARKsアルゴリズムに支えられた匿名取引スキームが正式に誕生した。

まずは継承部分についてお話しましょう。 Phantom で指定されるトークンには 2 つの形式があり、1 つはパブリック トークン (つまり、共通 QRC20) で、もう 1 つは隠しトークンです。

zk-SNARK を使用してプライベート トランザクションを実装するプロセスはほぼ同じです。アリスが QTUM をボブに匿名で転送したい場合、QTUM をプライバシー トークン (zk-QTUM など) と交換する必要があります。次に、システムに対してトランザクション要求を開始します。次に、システムはアルゴリズムを通じてアリスのトランザクション情報のパラメータ セットを生成し、検証者 (つまり、Qtum 上の PoS ノード) がこのパラメータ セットを検証します。

このパラメータのセットがシステムによって指定された要件を満たしている場合、検証者はアリスのリクエストを実行し、彼女の zk-QTUM をボブのアカウントに転送しますが、この結果はチェーンには記録されず、チェーン上の部分はアリスのトランザクションによってのみ生成されます。情報 検証者の検証のパラメータ (「証明」とも呼ばれます) と結果。

そのため、具体的な取引情報は当事者以外には分かりませんが、取引の正当性は保証されています。

副題

ファントム・イノベーション

Phantom による zk-SNARK の改善は、匿名トランザクションのガスコストが低くなり、トランザクションの作成時間が短縮されるという事実に主に焦点を当てています。

まず、Phantom は Shrubs Merkle ツリーを使用して「コミットメント」を保存し、効率を向上させます。

zk-SNARKs ソリューションでは、チケットは匿名資産の金額と受取人を表します。請求書コミットメントは、請求書情報に基づいてトラップドア機能を通じてシステムによって生成される固有の記号であるため、検証者は元のデータを閲覧することなく取引を検証できます。

請求コミットメントが生成されると、マークル ツリーに保存されます。トランザクションがチェーンに追加されるたびに、ツリーはその請求コミットメントを保存するためにリーフ ノードを追加する必要があるため、マークル ツリー全体が常に状態を更新する必要があり、多くの計算が消費されます。

Phantomではノードマークルツリーと呼ばれる構造を革新的に導入し、元のツリーに記録されたデータやハッシュ値を複数の部分木(Node)を記録するルートノードに変換し、複数の部分木(Node)を与えたツリーがマークルツリーを構築します。

画像の説明

ノードマークルツリー

「これは、スペースを時間と交換するというアイデアです。つまり、ツリーの更新に必要な計算量を減らす代わりに、ツリーの記憶スペースを増やすということです。」と Zheng Yi 氏は結論付けました。

Phantomの2番目の革新は、zk-SNARKをベースにIn-band Secret（オンチェーン秘密配布）と呼ばれるオンチェーン暗号化伝送方式が追加されたことです。

元のソリューションでは、匿名トランザクションのアドレスと金額がチェーン上で公開されていないため、トランザクションの受信者はチェーンから自分のアカウントの更新を見ることができません。この問題を解決するには、通常、トランザクションの送信者はオフチェーン方式でトランザクション情報 (暗号化されていないアドレスと金額を含む) を受信者に送信する必要があります。

送信方法は、スクリーンショットを撮って WeChat などのソーシャル プラットフォームを通じて送信したり、受信者が送信者に接続先の IP アドレスを通知したりするなど、古くから手動で行われています。元の取引情報を取得した後、受信者はそれを使用して取引を構築し、自分に送金された資金を使用することができます。

zk-SNARKsでは、匿名トランザクションを実現するために、この原始的で面倒な操作をチェーン下に導入しています。

オンチェーン秘密配布テクノロジーは、プロセス全体をオンチェーンで効率的に行うことができます。実現アイデアは、送信者がトランザクション情報をキーで暗号化してチェーンにアップロードすることをサポートすると同時に、キー共有を通じてキーをチェーンに送信することもでき、トランザクションキーを回復して元のトランザクションを復元することです。データ。

副題

最も「セクシー」ではないテクノロジー

プライバシーの将来には大きな可能性がありますが、Zheng Yi 氏が述べたように、高い技術的難易度、少数の開発リソース (研究者)、未知の市場スペースなどの問題により、プライバシーはまだ大きな技術的進歩を遂げていません。

改良されたゼロ知識証明アルゴリズムに基づくプライバシー プロジェクトは、プライバシー、ユーザビリティ、スケーラビリティという「プライバシー不可能なトライアングル」にも直面しています。

ユーザビリティの問題が最も顕著であり、これは主にプライバシー取引のコスト（主に取引手数料を指す）の高さに反映されています。

以下に示すように、さまざまなゼロ知識証明アルゴリズムの中で、Aztec Protocol によって開発された Σ-Bullets テクノロジーを使用してプライベート トランザクションを実行するコストが最も低くなります。これは、0.9 百万 (ガス使用量) * 5 GWei (現在のガス価格) = 0.0045 ETH ( ETH 200 米ドル (約 6.3 元) では、取引コストは通常​​の取引の 3 倍に達する可能性がありますが、他のスキームでは、各プライベート取引のコストはアステカの 3 ～ 8 倍に達することもあります。

使用コストの高さは、新進気鋭のプライバシー技術を採用する可能性のある多くの人々を怖がらせることは避けられません。しかし、プライバシーを変えるのは難しいというのが現状です。

さらに悲観的なのは、Aztec のような高度に革新的なアルゴリズムを提案できるチームは世界でも稀であるということです。プライバシー問題を克服するチームの中には、スタンフォード大学の研究者とVisaの研究部門が共同開発したZetherなどまだ実験実証段階にあるプロジェクトや、zk-STARKs、PLONKなどのプロジェクトが多くあり、 zk-SNARK の進化としては、まだ実験段階にあります。

この点に関して、Zheng Yi 氏は、一部のプライバシー開発者が誤解に陥っている可能性があると考えています。つまり、理論的な厳密性を過度に追求し、超困難な問題に取り組むのに時間がかかりすぎ、その結果、進捗が遅れたり、実現が困難になったりしている可能性があると考えています。

実現が難しい「不可能な三角形」について、鄭毅氏は経済問題によって解決できると信じている。ビットコインの設計と同様、いつでも二重支出の可能性があるが、サトシ・ナカモトはその発生を減らすために、マイニングアルゴリズムの設定を通じてこの能力を獲得した者に莫大な代償を支払わせる。この問題が完全に解決されるまで待ってからビットコインを開始するのではなく、可能な限りイベントを発生させる可能性を高めます。

Zheng Yi 氏は、既存の開発者による完璧な解釈の追求に加えて、プライバシー技術の開発に対するもう 1 つの大きな障害は、プライバシー技術があまりに洗練されているため、市場で宣伝されているプロジェクトがほとんど関与していないことであると考えています。クロスチェーンに対する需要が高いのは、クロスチェーンに対する人々の需要が爆発的に増えたという事実によるものではなく、クロスチェーンがストーリーとして急速に市場を獲得したためです。

声がなければ、プライバシーは当然それに対応する注目を失い、開発リソースが不足するサイクルに入ります。

もちろん、楽観的に言えば、以前と比べて、現在はプライバシー プロジェクトがますます増えており、使用シナリオはもはやプライベート トランザクションに限定されず、データの整合性とセキュリティを確保するためのプライベート スマート コントラクトやプライバシー テクノロジの使用もカバーされています。

たとえば、Filecoin は zk-SNARKs テクノロジーを使用して、マイナーが実際にユーザー ファイルをコピーして保存したことを検証者が検証できるようにします。このプロセスでは、マイナーは簡潔な証拠をチェーンにアップロードするだけでよく、保存されているファイルの特定の情報を公開する必要がないため、ユーザーのプライバシーが効果的に保護されます。

Zheng Yi 氏の理解によれば、Filecoin のマイニング メカニズムにより、マイニングから利益を得たい多くの実務家が zk-SNARK を積極的に研究するようになりました。

このような段階的な導入により、ブロックチェーン世界の重要な基礎であるプライバシー技術がネットワーク効果を形成する日が到来するかもしれません。